(57)【要約】  ワーク表面に傷をつけることなく、バリを正確に切削し、面取り部の仕上がり感を向上させることができるスクレイパー式バリ取り装置を提供する。  ロボット１の先端アームに、フローティング機構５を介してスクレイパー９を支持し、フローティング機構５がスクレイパー９に対し互いに交差する方向に推力ＦＸ、ＦＺを付与する複数の推力付与部材２１、３１、３２を備え、スクレイパー９の刃先部４１、４２を樹脂成形品１００の面取り部１００Ｄに押し当て、複数の推力付与部材２１、３１による各推力の合力Ｆを面取り部１００Ｄの法線１５０方向に指向させながら、ロボット１により刃先部４１、４２を面取り部１００Ｄに沿って送って面取りを行うように構成した。
2012020446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットの先端アームにフローティング機構を介してスクレイパーを支持し、
フローティング機構がスクレイパーに対し互いに交差する方向に推力を付与する複数の推力付与部材を備え、
スクレイパーの刃先部を樹脂成形品の面取り部に押し当て、複数の推力付与部材による各推力の合力を面取り部の法線方向に指向させながら、ロボットにより刃先部を面取り部に沿って送って面取りを行うように構成したことを特徴とするスクレイパー式バリ取り装置。
【請求項２】
前記スクレイパーが幅広の平板で形成され、前記スクレイパーの刃先部が、前記平板の側縁に一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスクレイパー式バリ取り装置。
【請求項３】
前記スクレイパーの刃先部が、負のすくい角を有するすくい面を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスクレイパー式バリ取り装置。
【請求項４】
前記スクレイパーの刃先部が、曲面部の面取りを行うときの当該曲面部からの逃げ角を有する逃げ面を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のスクレイパー式バリ取り装置。
【請求項５】
前記逃げ面が、スクレイパーの板厚よりも小さい半径の曲面部の面取りを行うときに機能することを特徴とする請求項４に記載のスクレイパー式バリ取り装置。
【請求項６】
前記樹脂成形品が外周部及び内周部を有する枠状ワークであり、前記スクレイパーが幅広の平板で形成され、一側縁に外周部の面取り用の刃先部が形成され、他側縁に内周部の面取り用の刃先部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のスクレイパー式バリ取り装置。
【請求項７】
前記スクレイパーの刃先部にＲ面取り用の湾曲部を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のスクレイパー式バリ取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形品の面取りに好適なスクレイパー式バリ取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂成形品の角部などに生じるバリを切削する装置として、倣いガイド部材をワーク表面の倣い基準面に押圧しながら移動させることにより、ワークに対する刃物の相対位置を一定として、バリを正確に切削するバリ取り装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照）。このバリ取り装置によれば、バリを正確に切削して仕上がり感を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許３５８７１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、例えば薄型テレビジョンやノートパソコンなどの樹脂製枠体など、表側の面がすべて意匠面で構成される化粧板のバリ取り、面取り加工においては、バリを正確に切削して、面取り部の仕上がり感を向上させたいというニーズがあるが、化粧板のバリ取り、面取り加工に特許文献１記載のバリ取り装置を適用した場合、倣いガイド部材が意匠面に押圧されながら移動することになり、工具痕が残ってしまう。
そのため、従来、テレビジョン枠やノートパソコン枠などの化粧板のバリ取り加工は、例えばスクレイパーを加工面に押し当てて、これを加工面に沿って移動させて手作業による人海戦術でバリの除去、及び面取り作業を行うのが一般的である。
このような手作業によるバリ取り、面取り加工では、スクレイパー加工面の仕上がりにばらつきが生じるうえ、加工不良が発生し易く、歩留まりが大きく低下するという問題がある。また、手作業に適した工具では、加工部の曲率半径が小さい場合、加工が困難になるなどの問題がある。【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ワーク表面に傷をつけることなく、バリを正確に切削し、面取り部の仕上がり感を向上させることができるスクレイパー式バリ取り装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ロボットの先端アームにフローティング機構を介してスクレイパーを支持し、フローティング機構がスクレイパーに対し互いに交差する方向に推力を付与する複数の推力付与部材を備え、スクレイパーの刃先部を樹脂成形品の面取り部に押し当て、複数の推力付与部材による各推力の合力を面取り部の法線方向に指向させながら、ロボットにより刃先部を面取り部に沿って送って面取りを行うように構成したことを特徴とする。【０００７】
本発明では、フローティング機構が、複数の推力付与部材を有し、面取り部の面取り加工時には、推力付与部材の各推力の合力が、面取り部の法線方向を指向するため、例えば、一つの推力付与部材の推力を法線方向に指向させた場合と比べ、面取り部の法線方向に安定した合力（推力）を付与できる。したがって、面取り部の削り込み寸法などが一定となり、加工面の仕上がり感が向上する。
また、樹脂成形品の面取り部にはバリが発生するが、一般的には、樹脂成形機における金型のパーティング面の位置に応じて、縦バリや横バリなど、バリの発生方向が異なる。面取り時にはバリも一体に除去するため、バリの発生方向に応じ、スクレイパーの刃先部に作用する反力が変化し、この構成では、例えばバリの除去のために反力が大きくなる方向の推力付与部材の推力を、他よりも大きく調整することで、加工面の削り込み寸法が一定となるなど、加工面の仕上がり感が向上する。
この構成では、ロボットの姿勢制御により、面取り部の面取りを行うが、面取り部が直線部の場合より、曲線部となっている場合において、大きな効果を発揮する。例えば、一方向に推力を作用させた場合では、この推力が働かない方向にロボットで姿勢制御されると、法線方向への推力が低下し、加工面の仕上がり感が低下する。この構成では、交差する方向に推力が作用するため、いずれかの推力が働かない方向にロボットで姿勢制御されても、残りの推力付与部材の推力によって、スクレイパーの刃先部が法線方向に押されるため、曲線部の面取り時においても常時推力が働くこととなり、曲線部の加工面の仕上がり感が向上する。【０００８】
前記スクレイパーが幅広の平板で形成され、前記スクレイパーの刃先部が、前記平板の側縁に一体に形成されていてもよい。
この構成では、スクレイパーが幅広の平板で形成されるため、幅広の分だけスクレイパーの剛性が高くなり、この平板の側縁に刃先部が形成されているため、切削時のひびり振動などが発生せず、加工面の仕上がり感が向上する。
前記スクレイパーの刃先部が、負のすくい角を有するすくい面を備えてもよい。
この構成では、負のすくい角を有するため、切削抵抗が減少する。
前記スクレイパーの刃先部が、曲面部の面取りを行うときの当該曲面部からの逃げ角を有する逃げ面を備えていてもよい。
前記逃げ面が、スクレイパーの板厚よりも小さい半径の曲面部の面取りを行うときに機能する構成としてもよい。
前記樹脂成形品が外周部及び内周部を有する枠状ワークであり、前記スクレイパーが幅広の平板で形成され、一側縁に外周部の面取り用の刃先部が形成され、他側縁に内周部の面取り用の刃先部が形成されていてもよい。
前記スクレイパーの刃先部にＲ面取り用の湾曲部を備えてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ワーク表面に傷をつけることなく、バリを正確に切削し、面取り部の仕上がり感を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るスクレイパー式バリ取り装置の構成を示す斜視図である。
【図２】バリ取り装置の正面図である。
【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】（Ａ）は、スクレイパー近傍の拡大正面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＣ―Ｃ断面図である。
【図５】（Ａ）は、内周の面取り加工におけるバリ取り装置の姿勢とワークとの関係を模式的に示す斜視図、（Ｂ）は、外周の面取り加工における同斜視図である。
【図６】図５におけるＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】（Ａ）は図６の要部拡大図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ矢視図である。
【図８】曲面部の面取り加工におけるスクレイパーの姿勢とワークとの関係を模式的に示す図である。
【図９】図４（Ａ）対応図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、スクレイパー式バリ取り装置の一実施形態を示す斜視図である。
図１において、１は多関節ロボットを示している。多関節ロボット１の手首軸３には先端アーム４が連結され、先端アーム４にフローティング機構５が取り付けられ、フローティング機構５に超硬製のスクレイパー９が支持されている。多関節ロボット１は制御装置（不図示）と接続され、多関節ロボット１の動作は、ティーチング又はプログラムにより予め入力されるデータにより決定され、当該制御装置により制御される。
【００１２】
フローティング機構５は、図１〜図３を参照し、取り付けプレート１１を備え、この取り付けプレート１１を介して多関節ロボット１の先端アーム４に取り付けられている。取り付けプレート１１の４隅には手首軸３と平行方向に延びる四本のラジアルリニアシャフト１３が固定されている。取り付けプレート１１の一側縁１１Ａ側のラジアルリニアシャフト１３，１３は、ラジアル可動プレート１９に固定されたラジアルリニアブッシュ１４，１４を摺動自在に貫通し、各先端が抜け止め部材１５により連結されている。
また、取り付けプレート１１の他側縁１１Ｂ側のラジアルリニアシャフト１３，１３は、同じくラジアル可動プレート１９に固定されたラジアルリニアブッシュ１６，１６を摺動自在に貫通し、各先端部が、抜け止め部材１７により連結されている。これら抜け止め部材１５，１７により、隣り合う二本のラジアルリニアシャフトが連結されることで、剛性が高められている。
【００１３】
ラジアル可動プレート１９の一側縁１９Ａ側、及び他側縁１９Ｂ側には、手首軸３と平行な軸線を有するラジアルエアシリンダ（推力付与部材）２１，２１が固定され、各ラジアルエアシリンダのピストンロッド２１Ａ，２１Ａの先端が、取り付けプレート１１の固定部１１Ｃにそれぞれ連結されている。ラジアルエアシリンダ２１，２１の動作で、ラジアル可動プレート１９は、エアー圧により、常時、矢印Ｚ１の方向に押圧され、矢印Ｚ２方向にエアー圧以上の圧力が作用すると、ラジアル可動プレート１９が押し返され、フローティング状態となる。ラジアルエアシリンダ２１、２１は制御装置（不図示）に接続されており、それぞれのエアー圧を同時に同量に制御することができるように構成されている。
【００１４】
ラジアル可動プレート１９の一側縁１９Ａ、他側縁１９Ｂ以外の、残りの側縁端１９Ｃ，１９Ｄには一対の側面プレート２３，２３がボルト２４で固定され、側面プレート２３，２３間には一対のスラストリニアシャフト２５，２５が設けられている。各スラストリニアシャフト２５，２５には、それぞれ一対のスラストリニアブッシュ２６，２６が摺動自在に嵌合し、スラストリニアブッシュ２６，２６は、スラスト可動プレート２７に固定されている。スラストリニアブッシュ２６，２６が、スラストリニアシャフト２５，２５に沿って摺動することで、スラスト可動プレート２７が手首軸３と垂直な方向に案内される。すなわち、スラスト可動プレート２７は、矢印Ｘ１及び矢印Ｘ２の双方向にスライド可能に支持されている。
【００１５】
側面プレート２３，２３には、図３に示すように、スラストリニアシャフト２５，２５の軸線と平行な軸線を有する外周用スラストエアシリンダ（推力付与部材）３１、及び内周用スラストエアシリンダ（推力付与部材）３２が対向して取り付けられている。外周用スラストエアシリンダ３１，内周用スラストエアシリンダ３２のピストンロッド３１Ａ，３２Ａ間には、受け部材３３が配置され、受け部材３３はスラスト可動プレート２７のプレート面に突設されている。
図３に破線示するように、外周用スラストエアシリンダ３１のピストンロッド３１Ａを伸長させて受け部材３３を押圧し、内周用スラストエアシリンダ３２のピストンロッド３２Ａを縮退させて受け部材３３から離間させることで、スラスト可動プレート２７は、エアー圧により、矢印Ｘ２の方向に押圧され、矢印Ｘ１方向にエアー圧以上の圧力が作用すると、スラスト可動プレート２７が押し返され、フローティング状態となる。一方、図３において実線示するように、内周用スラストエアシリンダ３２のピストンロッド３２Ａを伸長させて受け部材３３を押圧し、外周用スラストエアシリンダ３１のピストンロッド３１Ａを縮退させて受け部材３３から離間させることで、スラスト可動プレート２７は、エアー圧により、矢印Ｘ１の方向に押圧され、矢印Ｘ２方向にエアー圧以上の圧力が作用すると、スラスト可動プレート２７が押し返され、フローティング状態となる。
【００１６】
外周用スラストエアシリンダ３１、内周用スラストエアシリンダ３２はそれぞれ制御装置（不図示）に接続されている。外周用スラストエアシリンダ３１、内周用スラストエアシリンダ３２および前述した一対のラジアルエアシリンダ２１、２１は、例えばレギュレータなどの圧力調整機器に接続され、それぞれのシリンダに供給されるエアー圧を独立して制御可能に構成されている。
なお、フローティング状態でないときには、外周用スラストエアシリンダ３１、内周用スラストエアシリンダ３２のいずれか一方を動作させることで、受け部材３３がピストンロッド３１Ａ，３２Ａ間に挟持され、スラスト可動プレート２７のがたつきを防止できるように構成されている。
【００１７】
スラスト可動プレート２７には、図１、図２を参照し、フランジ状のホルダ支持部材３５が取り付けられ、ホルダ支持部材３５にはホルダ３６が固定されている。ホルダ３６の先端部には、刃物取り付け面３６Ａが形成され、刃物取り付け面３６Ａは内周用スラストエアシリンダ３１、外周用スラストエアシリンダ３２の軸線および手首軸３の軸線３Ａを含む平面と平行に延出している。刃物取り付け面３６Ａには、二つのねじ３７，３７により、超硬製のスクレイパー９が位置決めされて固定されている。ホルダ支持部材３５の中央部には、スクレイパー９側に向かって延びる二本のエアブローノズル３８，３８が取り付けられている。エアブローノズル３８，３８は、加工面から切りくずを除去するために、その先端から圧縮空気を噴出させる。
【００１８】
スクレイパー９は、図４Ａに示すように、正面視で略三角形をなす平板状刃物であり、超硬合金で形成され、刃の折損や刃欠けが防止されている。超硬合金は固有振動数が高いためびびり振動が防止される。スクレイパー９の基端９Ａ側には、開口方向が９０°異なる二つの切り欠き９Ｂ，９Ｃが形成されており、この切り欠き９Ｂ，９Ｃに上記ねじ３７，３７を螺合することで、スクレイパー９が位置決めされ、刃物取り付け面３６Ａに取り付けられている。刃物取り付け面３６Ａは、手首軸３の軸線３Ａと平行、かつ手首軸３の軸線３Ａとの距離がスクレイパー９の板厚ｔの半分となるように形成されている。したがって、スクレイパー９の板厚ｔ中央の面は手首軸３の軸線３Ａを含んでいる。スクレイパー９は、手首軸３の軸線３Ａと略垂直な底面９Ｄと、矢印Ｘ１方向側に設けられ底面９Ｄと傾き角度θ１をなす第１斜面９Ｅと、矢印Ｘ２方向側に設けられ底面９Ｄと傾き角度θ２をなす第２斜面９Ｆとを備え、第１斜面９Ｅの先端側には内周用刃先部４１が形成され、第２斜面９Ｆの先端側には外周用刃先部４２が形成されている。傾き角度θ１、傾き角度θ２は、ワークの加工予定面の角度に従って一義的に設定されている。
【００１９】
図４Ｂは、図４ＡのＢ−Ｂ断面図で、内周用刃先部４１の断面図である。図４Ｃは、図４ＡのＣ−Ｃ断面図で、外周用刃先部４２の断面図である。
内周用刃先部４１は、すくい面４１Ａと逃げ面４１Ｂとを有し、すくい面４１Ａとスクレイパー表面９Ｇとのなす角α１が５〜３０°に設定され、すくい面４１Ａと逃げ面４１Ｂとのなす角（刃先角）β１が６０°〜１２０°に設定されている。また、外周用刃先部４２は、すくい面４２Ａと逃げ面４２Ｂとを有し、すくい面４２Ａとスクレイパー表面９Ｇとのなす角α２が５〜３０°に設定され、すくい面４２Ａと逃げ面４２Ｂとのなす角（刃先角）β２が６０°〜１２０°に設定されている。
【００２０】
つぎに、この実施の形態の作用を説明する。
図５Ａ、Ｂは、面取り加工におけるスクレイパー式バリ取り加工装置の姿勢とワーク（樹脂成形品）１００との関係を模式的に示す図である。
このワーク１００は、例えばテレビジョン枠やノートパソコン枠などの樹脂射出成形品であり、表側の面１００Ａがすべて意匠面で構成されているため、裏面を下向きとして裏面に例えば吸着治具を宛がって吸着保持されている。このワーク１００においては、内周部１００Ｂの角部や、外周部１００Ｃの角部に、射出成形時に生じたバリが残存しており、スクレイパー式バリ取り装置により、これら内周部１００Ｂや外周部１００Ｃのバリ取り、面取り加工が行われる。
【００２１】
図５Ａに示すように、ワーク１００の内周部１００Ｂのバリ取り、面取り加工（以下、内周部の面取り加工）は、スクレイパー９の内周用刃先部４１によって行われ、図５Ｂに示すように、外周部１００Ｃのバリ取り、面取り加工（以下、外周部の面取り加工）は、スクレイパー９の外周用刃先部４２によって行われる。
ワーク１００の面取り加工手順を、内周部１００Ｂの面取り加工を例にとって説明する。以下の説明では、ワーク１００を水平に保持して加工する場合について説明する。なお、ワーク１００の保持姿勢は、水平に限定されない。
内周部１００Ｂの加工予定面１００Ｄは、図５Ａに示すように、略矩形をなしており、四方の平面部１００ＤＬと、隣接する平面部１００ＤＬを接続する曲面部１００ＤＲとから構成される。内周部１００Ｂの面取り加工は、四方いずれかの平面部１００ＤＬたとえばＸ１方向の平面部１００ＤＬから開始される。そして、平面部１００ＤＬの加工と、曲面部１００ＤＲの加工を交互に繰り返して、加工予定面１００Ｄを一周して終了する。
【００２２】
平面部１００ＤＬの面取り加工をバリ取り開始時を例にとって詳細に説明する。
図６に破線示するように、まず、手首軸３の軸線３Ａの向きを鉛直方向に保ったまま、ワーク１００の内周部１００Ｂに干渉しないように、ワーク１００の上方からスクレイパー９を降下させる。
ついで、図６に実線示するように、スクレイパー９をＸ１方向に移動させ、内周用刃先部４１をワーク１００の内周部１００Ｂに当接させる。そして、図７Ａに示すように、内周用スラストエアシリンダ３２の動作で推力ＦＸを発生し、ラジアルエアシリンダ２１、２１の動作で推力ＦＺを発生し、推力ＦＸ、ＦＺの合力Ｆでスクレイパー９の内周用刃先部４１を平面部１００ＤＬに押し付ける。
【００２３】
このとき、制御装置（不図示）により、内周用スラストエアシリンダ３２のエアー圧は、一つのラジアルエアシリンダ２１から出力されるエアー圧の２ｔａｎθ１倍となるように制御され、図７Ａ、Ｂに示すように、内周用スラストエアシリンダ３２による押し付け力ＦＸと、ラジアルエアシリンダ２１、２１による押し付け力ＦＺとの合力Ｆの方向が、ワークの平面部１００ＤＬの法線１５０方向となる。
推力ＦＸと推力ＦＺとの合力Ｆは、例えば０．５〜５０（Ｎ）の範囲内で、所定の力に設定される。合力Ｆを０．５〜５０（Ｎ）の範囲内とすると、十分な切削量を確保しつつ、仕上がり感に優れた面取り加工を実行できることが判明した。例えば、押し付け力が５０（Ｎ）を超える荷重になると切削量が増加してスクレイパー９にびびり振動が生じ、加工面の仕上がりが悪化し、押し付け力が０．５（Ｎ）未満の場合には、切削量が少なく、バリを十分に除去できないことが判明した。
【００２４】
そして、図５Ａを参照し、スクレイパー９の内周用刃先部４１をワーク１００に押し付けたまま、スクレイパー９を平面部１００ＤＬに沿って、Ｙ１方向へ所定の移動速度（例えば１０〜１５００ｍｍ／ｓｅｃ）で移動させ平面部１００ＤＬの面取り加工を行う。
スクレイパーの移動速度は、例えば１０〜１５００ｍｍ／ｓｅｃの範囲内で、所定の速度に設定される。移動速度を１０〜１５００ｍｍ／ｓｅｃの範囲内とすると、十分な切削量を確保しつつ、仕上がり感に優れた面取り加工を実行できることが判明した。一方、移動速度が１０ｍｍ／ｓｅｃ未満の場合には、切削量が増加してびびり振動が生じ、加工面の仕上がりが悪化し、移動速度が１５００ｍｍ／ｓｅｃを超える場合には、切削量が少なく、バリを十分に除去できないことが判明した。
【００２５】
また、このとき、図７Ｂに示すように、スクレイパー表面９Ｇがワーク１００の内周部１００Ｂの加工面に直交するように、多関節ロボット１でスクレイパー９の姿勢が制御される。スクレイパー表面９Ｇが加工予定面１００Ｄの平面部１００ＤＬに直交するので、面取り加工におけるすくい角γは、すくい面４１Ａとスクレイパー表面９Ｇとのなす角α１（例えば５°〜３０°）と同一角度の負のすくい角となる。
すくい角を５°〜３０°の負のすくい角とすると、十分な切削量を確保しつつ、仕上がり感に優れた面取り加工を実行できることが判明した。すくい角を正のすくい角あるいは５°未満の負のすくい角とすると、切削量が増加してびびり振動が生じ、加工面の仕上がりが悪化し、３０°を超える負のすくい角とすると、切削量が少なく、バリを十分に除去できないことが判明した。
【００２６】
本実施形態では、フローティング機構５が、スクレイパー９に対し手首軸３の軸線３Ａ方向（垂直方向）の推力ＦＺと、手首軸３の軸線３Ａと直交する方向（水平方向）の推力ＦＸとを付与し、推力ＦＸと推力ＦＺとの合力Ｆを、加工予定面１００Ｄの法線１５０方向に指向させ、スクレイパー９をワーク１００の加工予定面１００Ｄに押し付けながら、スクレイパー９を加工予定面１００Ｄに沿って移動させて面取り加工を行う。
従って、例えば、スクレイパー９に対して、水平方向の推力ＦＸのみを付与する場合と比較して、加工予定面１００Ｄの法線１５０方向に安定して推力（合力）を付与できる。よって、加工予定面１００Ｄの削り込み寸法などが一定となり、加工予定面１００Ｄの仕上がり感が向上する。
【００２７】
本実施形態では、つねにスクレイパー表面９Ｇが、加工予定面１００Ｄの平面部１００ＤＬに直交し、かつ、刃先部４１が負のすくい角γを備えるため、多関節ロボット１でスクレイパー９を平面部１００ＤＬに沿って移動させるだけで、精度の良い、仕上がり感にすぐれた面取り加工を実行できる。
また、多関節ロボット１の動作は、手首軸３の軸線３Ａを鉛直下向きに向けたままの簡単な動作となり、ティーチングが簡単となるうえ、ロボット動作速度に変化が生じることがないので、安定した加工を実行できる。
【００２８】
つぎに、曲面部１００ＤＲの面取り加工を詳細に説明する。
まず、平面部１００ＤＬの面取り加工においては、図８Ａで実線示するように、スクレイパー表面９Ｇがワーク１００の内周部１００Ｂの加工面である平面部１００ＤＬに直交するように、多関節ロボット１でスクレイパー９の姿勢が制御され、この姿勢を保ったままスクレイパー９を移動させることで面取り加工が行われる。
ついで、図８Ａで破線示するように、ワーク１００の終点すなわちＲ部の始点に刃先が到達した後は、ロボット動作により、スクレイパー９の刃先位置が移動されるとともに、スクレイパー９が手首軸３の軸線３Ａ周りに回転され、スクレイパー表面９Ｇが、刃先接触部１１０における曲面部１００ＤＲの接面１２０と直交するように、スクレイパー９の位置および姿勢が制御される。
【００２９】
すなわち、つねにスクレイパー表面９Ｇが、刃先接触部１１０における曲面部１００ＤＲの接面１２０と直交するので、曲面部１００ＤＲの加工においても、面取り加工のすくい角γが、すくい面４１Ａとスクレイパー表面９Ｇとのなす角α１と同一角度の負のすくい角γとなる。本実施形態では、つねにスクレイパー表面９Ｇが、刃先接触部１１０における曲面部１００ＤＲの接面１２０と直交し、刃先部が負のすくい角γを備えるため、ロボットでスクレイパー９を面取り部に沿って移動させるだけで、精度の良い、仕上がり感にすぐれた面取り加工を実行できる。また、曲面部１００ＤＲの加工においても、多関節ロボット１の動作は、手首軸３の軸線３Ａを鉛直下向きに向けたままの簡単な動作となるため、ティーチングが簡単となるうえ、ロボット動作速度に変化が生じることがないので、安定した加工を実行できる。
【００３０】
また、本実施形態では、多関節ロボット１の姿勢および位置を制御することにより、加工予定面１００Ｄの面取り加工を行うが、平面部１００ＤＬの場合より、曲面部１００ＤＲにおいて、大きな効果を発揮する。
例えば、水平方向のみに推力ＦＸを作用させた場合では、この推力ＦＸが働かない方向に多関節ロボット１で姿勢制御されると、刃先接触部１１０における曲面部１００ＤＲの接面１２０の法線１５０方向への推力ＦＸが低下し、曲面部１００ＤＲの仕上がり感が低下する。これに対し、本実施形態では、手首軸３の軸線３Ａ方向の推力ＦＺと、手首軸３の軸線３Ａと直交する方向の推力ＦＸとがスクレイパー９に作用するため、推力ＦＺまたは推力ＦＸのいずれかが働かない方向に多関節ロボット１で姿勢制御されても、残りの推力によって、スクレイパー９の内周用刃先部４１が、刃先接触部１１０における曲面部１００ＤＲの接面１２０の法線１５０方向に押されるため、曲面部１００ＤＲの面取り加工時においても常時推力が働くこととなり、曲面部１００ＤＲの仕上がり感を向上させることができる。なお、以上は、内周用刃先部４１の作用について説明したが、外周用刃先部４２も切削時に同様に作用することは云うまでもない。
【００３１】
また、本実施形態では、ワーク１００の見栄え向上のため、ワーク１００内周の曲面部１００ＤＲの曲率半径は１ｍｍ程度と非常に小さい。
スクレイパー型の刃物は、その板厚が１ｍｍを下回ると剛性の確保が難しく、刃の折損や刃欠けが生じやすいうえ、びびり振動が生じて加工面の仕上がりが悪化する。そこで、本実施形態では、スクレイパーの板厚ｔは１ｍｍ以上に設定され、刃の折損や刃欠けが防止されている。しかし、図８において、加工面の曲率半径ｒを超える板厚ｔを有するスクレイパー９で曲面部１００ＤＲを加工する場合、進行方向後ろ側のスクレイパー９の角部９Ｈ（すなわち刃物の２番）がワーク１００に干渉しやすい。
【００３２】
この干渉を回避するため、第一に、図８Ａ〜図８Ｃに示すように、平面部１００ＤＬから曲面部１００ＤＲにおいて、スクレイパー９の刃先部が、常に、各面部（曲面部１００ＤＲ、平面部１００ＤＬ）に対し直角に当てられる。スクレイパー９を傾けると、その分だけ、進行方向後ろ側のスクレイパー９の角部９Ｈ（すなわち刃物の２番）がワーク１００に干渉しやすくなるからである。
第二に、すくい面４１の反対側に逃げ角φを有する逃げ面４２が形成される。逃げ面４２が形成されているので、図８Ｂ、図８Ｃに示すように平面部１００ＤＬの加工に続いて曲面部１００ＤＲを加工し、さらに連続して平面部１００ＤＬの加工を行う場合にも、角部９Ｈ（刃物の２番）がワーク１００に干渉することがない。従って、曲率半径ｒの小さい曲面部を精度良く仕上げられる。
この一連の加工段階においては、図１を参照し、ホルダ支持部材３５に、加工予定面１００Ｄ近傍まで伸びるエアブローノズル３８、３８が設けられるため、エアブローノズル３８、３８の先端からエアーが噴出されて、面取り加工の際、切りくずがワーク１００に付着することがない。
【００３３】
ところで、ワーク１００の面取り部に発生するバリの発生方向は、樹脂成形機における金型の構造に依存し、ワークの種類によって、図７Ａで実線示する横バリ１３１が発生したり、鎖線示する縦バリ１３２が発生したりする。バリの向きが異なる場合には、スクレイパー９がワーク１００から受ける反力の方向が異なるため、各推力ＦＸ、ＦＺの調整が必要となる。本構成では、たとえば、横バリ１３１が発生している場合には、横バリの方向に対応する推力ＦＸを増加できるように、制御装置（不図示）により、内周用スラストシリンダ３２の圧力を増加させる。一方、縦バリ１３２が発生している場合には縦バリの方向に対応する推力ＦＺを増加できるように、ラジアルエアシリンダ２１、２１の圧力を増加させる。いずれかの推力ＦＸ、ＦＺを増加したとき、合力Ｆは、法線１５０方向よりも推力ＦＸ、ＦＺ側にわずかに傾いて作用するが、本明細書では、この作用方向もほぼ法線１５０方向の推力と定義される。これにより、バリの向きによる影響を排除して面取り部の仕上がりを向上させることができる。
【００３４】
本実施形態によれば、フローティング機構５が、スクレイパー９に対し手首軸３の軸線３Ａ方向（垂直方向）の推力ＦＺと、手首軸３の軸線３Ａと直交する方向（水平方向）の推力ＦＸとを付与し、推力ＦＸと推力ＦＺとの合力Ｆを、加工予定面１００Ｄの法線１５０方向に指向させ、スクレイパー９を加工予定面１００Ｄに押し付けながら、ロボットが、スクレイパー９を加工予定面１００Ｄに沿って移動させて面取り加工を行う。
従って、加工予定面１００Ｄの法線１５０方向に安定して推力（合力）を付与でき、加工予定面１００Ｄの削り込み寸法が一定となる。これにより、ワーク１００の意匠面である表側の面１００Ａ、内周部１００Ｂ、外周部１００Ｃに傷をつけることなく、バリ１３１（１３２）を正確に切削し、加工予定面（面取り部）１００Ｄの仕上がり感を向上させることができる。
また、本実施形態では、推力ＦＸを発生させる内周用スラストエアシリンダ３２と、推力ＦＺを発生させるラジアルエアシリンダ２１、２１とは独立して制御され、各エアー圧力を調整可能である。従って、例えばバリ１３１（１３２）の向きや高さ、幅が異なるなどして、面取り加工時にスクレイパー９に加わる反力の方向や大きさが変動したとしても、推力ＦＸ，ＦＺを調整できるので、加工予定面（面取り部）１００Ｄの仕上がり感を維持することができる。
加工予定面１００Ｄは水平面で説明したが、水平面でなくてもよく、あるいは水平でない部位を含む予定面であっても良い。
いずれの場合であっても、レギュレータなどの空気圧力調整機構により合力Ｆを適正な方向に付与できる。
【００３５】
本実施形態では、スクレイパー９が幅広の平板で形成されているので、幅広の分だけ刃物剛性を高めることができ、刃物剛性を高めたスクレイパー９の両側縁に内周用刃先部４１および外周用刃先部４２を一体に形成したため、内周用刃先部４１で切削するときのびびり振動、ならびに外周用刃先部４２で切削するときのびびり振動を抑制して加工予定面１００Ｄの仕上がり感を向上させることができる。
【００３６】
本実施形態では、スクレイパー９の内周用刃先部４１には、スクレイパー表面９Ｇとのなす角がα１となるようにすくい面４１Ａが形成され、外周用刃先部４２には、スクレイパー表面９Ｇとのなす角がα１となるようにすくい面４２Ａが形成されている。
従って、スクレイパー表面９Ｇが加工予定面１００Ｄと垂直になるようにスクレイパー９の姿勢を制御して、すくい面４２Ａ側にスクレイパー９を移動させて面取り加工するときには、すくい角γが角度α１の負のすくい角となり、内周用刃先部４１の加工予定面１００Ｄへの食い込みを防止して、加工予定面１００Ｄの削り込み寸法を一定とすることができる。したがって、びびり振動を抑制でき、加工予定面１００Ｄの仕上がり感を向上させることができる。
【００３７】
本実施形態では、スクレイパー９の内周用刃先部４１が、曲面部１００ＤＲの面取りを行うときの曲面部１００ＤＲからの逃げ角φを有する逃げ面４１Ｂを備えている。
従って、スクレイパー表面９Ｇが、曲面部１００ＤＲの刃先接触部１１０における接面１２０と直交するようにスクレイパー９の姿勢を制御しながら曲面部１００ＤＲを加工するとき、曲面部１００ＤＲの曲率半径よりも板厚ｔの大きなスクレイパー９を用いてもスクレイパー９の角部９Ｈ（刃物の２番）が曲面部１００ＤＲと干渉することがない。これにより、刃物剛性を向上させつつ、角部９Ｈ（刃物の２番）のワーク１００への干渉を避けることができ、びびり振動を抑制して加工予定面１００Ｄの仕上がり感を向上させることができる。
【００３８】
上記実施の形態では、図４Ａに示すように、スクレイパー９の刃先部４１，４２が直線状である。このときには、ワーク１００の内周部１００Ｂまたは外周部１００ＣがＣ面取りされる。これに限定されず、例えば、図９に示すように、スクレイパー９の刃先部４１，４２に湾曲部９Ｉを設けてもよい。この湾曲部９Ｉに内周部１００Ｂまたは外周部１００Ｃを宛がって面取り加工したときには、内周部１００Ｂまたは外周部１００Ｃが湾曲部９Ｉの形状に対応してＲ面取りされる。
【００３９】
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。
本実施形態では、スクレイパー９に対して、手首軸３の軸線３Ａと直交する方向（水平方向）の推力ＦＸと、手首軸３の軸線３Ａ方向（垂直方向）の推力ＦＺとを、独立して制御可能なフローティング機構５を設け、推力ＦＸと推力ＦＺとの合力Ｆを、加工予定面１００Ｄの法線１５０方向に指向させてスクレイパー９をワーク１００の加工予定面１００Ｄに押し付けながら、スクレイパー９を加工予定面１００Ｄに沿って移動させて面取り加工を行う構成を説明したが、フローティング機構５により付与される推力の方向はこれに限定されず、交差していればよい。たとえば手首軸３の軸線３Ａ方向の推力と、手首軸３の軸線３Ａと４５°をなす方向の推力であってもよい。
この場合にも、この２方向の推力の合力によりスクレイパー９を加工予定面１００Ｄに押し付けるので、加工予定面１００Ｄの法線１５０方向に安定して推力（合力）を付与でき、加工予定面１００Ｄの削り込み寸法が一定となる。これにより、ワーク１００の意匠面である表側の面１００Ａ、内周部１００Ｂ、外周部１００Ｃに傷をつけることなく、バリ１３１（１３２）を正確に切削し、加工予定面（面取り部）１００Ｄの仕上がり感を向上させることができる。
さらに、本実施形態では、平板状のスクレイパー９を例示したが、スクレイパー９の形状は平板状に限定されず、すくい面と逃げ面とを有する、例えばくさび形状のスクレイパーであってもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１      多関節ロボット
４      先端アーム
５      フローティング機構
９      スクレイパー
９Ｇ    スクレイパー表面
９Ｉ    湾曲部
２１    ラジアルエアシリンダ（推力付与部材）
３１    スラストエアシリンダ（推力付与部材）
３２    スラストエアシリンダ（推力付与部材）
４１    内周用刃先部（刃先部）
４２    外周用刃先部（刃先部）
４１Ａ、４２Ａ  すくい面
４１Ｂ、４２Ｂ  逃げ面
１００  ワーク（樹脂成形品）
１００Ｂ  内周面（内周部）
１００Ｃ  外周面（外周部）
１００Ｄ  加工予定面（面取り部）
１００ＤＬ  平面部
１００ＤＲ  曲面部
ｔ      板厚
【図１】
2012020446.tif 000003
【図２】
2012020446.tif 000004
【図３】
2012020446.tif 000005
【図４】
2012020446.tif 000006
【図５】
2012020446.tif 000007
【図６】
2012020446.tif 000008
【図７】
2012020446.tif 000009
【図８】
2012020446.tif 000010
【図９】
2012020446.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成23年11月24日(2011.11.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットの先端アームにフローティング機構を介して平板のスクレイパーを支持し、
フローティング機構が複数の推力付与部材を備え、
複数の推力付与部材のそれぞれが上記スクレイパーを樹脂成形品の面取り部に押し付けるように互いに交差する方向に動作し、
スクレイパーの刃先部を樹脂成形品の面取り部に５°〜３０°の負のすくい角を有して押し当て、複数の推力付与部材による各推力の合力を面取り部の法線方向に指向させながら、負のすくい角を維持した状態でロボットにより刃先部を面取り部に沿って送って面取りを行うように構成したことを特徴とするスクレイパー式バリ取り装置。
【請求項２】
前記スクレイパーが幅広の平板で形成され、前記スクレイパーの刃先部が、前記平板の側縁に一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスクレイパー式バリ取り装置。
【請求項３】
前記スクレイパーの刃先部が、負のすくい角に対応するすくい面を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスクレイパー式バリ取り装置。
【請求項４】
前記スクレイパーの刃先部が、曲面部の面取りを行うときの当該曲面部からの逃げ角に対応する逃げ面を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のスクレイパー式バリ取り装置。
【請求項５】
前記逃げ面が、スクレイパーの板厚よりも小さい半径の曲面部の面取りを行うときに機能することを特徴とする請求項４に記載のスクレイパー式バリ取り装置。
【請求項６】
前記樹脂成形品が外周部及び内周部を有する枠状ワークであり、前記スクレイパーが幅広の平板で形成され、一側縁に外周部の面取り用の刃先部が形成され、他側縁に内周部の面取り用の刃先部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のスクレイパー式バリ取り装置。
【請求項７】
前記スクレイパーの刃先部にＲ面取り用の湾曲部を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のスクレイパー式バリ取り装置。
【手続補正書】
【提出日】平成22年10月13日(2010.10.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットの先端アームにフローティング機構を介してスクレイパーを支持し、
フローティング機構がスクレイパーに対し互いに交差する方向に推力を付与する複数の推力付与部材を備え、
スクレイパーの刃先部を樹脂成形品の面取り部に負のすくい角を有して押し当て、複数の推力付与部材による各推力の合力を面取り部の法線方向に指向させながら、負のすくい角を維持した状態でロボットにより刃先部を面取り部に沿って送って面取りを行うように構成した
ことを特徴とするスクレイパー式バリ取り装置。
【請求項２】
前記スクレイパーが幅広の平板で形成され、前記スクレイパーの刃先部が、前記平板の側縁に一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスクレイパー式バリ取り装置。
【請求項３】
前記スクレイパーの刃先部が、負のすくい角を有するすくい面を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスクレイパー式バリ取り装置。
【請求項４】
前記スクレイパーの刃先部が、曲面部の面取りを行うときの当該曲面部からの逃げ角を有する逃げ面を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のスクレイパー式バリ取り装置。
【請求項５】
前記逃げ面が、スクレイパーの板厚よりも小さい半径の曲面部の面取りを行うときに機能することを特徴とする請求項４に記載のスクレイパー式バリ取り装置。
【請求項６】
前記樹脂成形品が外周部及び内周部を有する枠状ワークであり、前記スクレイパーが幅広の平板で形成され、一側縁に外周部の面取り用の刃先部が形成され、他側縁に内周部の面取り用の刃先部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のスクレイパー式バリ取り装置。
【請求項７】
前記スクレイパーの刃先部にＲ面取り用の湾曲部を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のスクレイパー式バリ取り装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、ロボットの先端アームにフローティング機構を介してスクレイパーを支持し、フローティング機構がスクレイパーに対し互いに交差する方向に推力を付与する複数の推力付与部材を備え、スクレイパーの刃先部を樹脂成形品の面取り部に負のすくい角を有して押し当て、複数の推力付与部材による各推力の合力を面取り部の法線方向に指向させながら、負のすくい角を維持した状態でロボットにより刃先部を面取り部に沿って送って面取りを行うように構成したことを特徴とする。
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月14日(2011.1.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットの先端アームにフローティング機構を介して平板のスクレイパーを支持し、
フローティング機構が複数の推力付与部材を備え、
複数の推力付与部材のそれぞれが上記スクレイパーを樹脂成形品の面取り部に押し付けるように互いに交差する方向に動作し、
スクレイパーの刃先部を樹脂成形品の面取り部に５°〜３０°の負のすくい角を有して押し当て、複数の推力付与部材による各推力の合力を面取り部の法線方向に指向させながら、負のすくい角を維持した状態でロボットにより刃先部を面取り部に沿って送って面取りを行うように構成した
ことを特徴とするスクレイパー式バリ取り装置。
【請求項２】
前記スクレイパーが幅広の平板で形成され、前記スクレイパーの刃先部が、前記平板の側縁に一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスクレイパー式バリ取り装置。
【請求項３】
前記スクレイパーの刃先部が、負のすくい角に対応するすくい面を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスクレイパー式バリ取り装置。
【請求項４】
前記スクレイパーの刃先部が、曲面部の面取りを行うときの当該曲面部からの逃げ角に対応する逃げ面を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のスクレイパー式バリ取り装置。
【請求項５】
前記逃げ面が、スクレイパーの板厚よりも小さい半径の曲面部の面取りを行うときに機能することを特徴とする請求項４に記載のスクレイパー式バリ取り装置。
【請求項６】
前記樹脂成形品が外周部及び内周部を有する枠状ワークであり、前記スクレイパーが幅広の平板で形成され、一側縁に外周部の面取り用の刃先部が形成され、他側縁に内周部の面取り用の刃先部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のスクレイパー式バリ取り装置。
【請求項７】
前記スクレイパーの刃先部にＲ面取り用の湾曲部を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のスクレイパー式バリ取り装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、ロボットの先端アームにフローティング機構を介して平板のスクレイパーを支持し、フローティング機構が複数の推力付与部材を備え、複数の推力付与部材のそれぞれが上記スクレイパーを樹脂成形品の面取り部に押し付けるように互いに交差する方向に動作し、スクレイパーの刃先部を樹脂成形品の面取り部に５°〜３０°の負のすくい角を有して押し当て、複数の推力付与部材による各推力の合力を面取り部の法線方向に指向させながら、負のすくい角を維持した状態でロボットにより刃先部を面取り部に沿って送って面取りを行うように構成したことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
前記スクレイパーが幅広の平板で形成され、前記スクレイパーの刃先部が、前記平板の側縁に一体に形成されていてもよい。
この構成では、スクレイパーが幅広の平板で形成されるため、幅広の分だけスクレイパーの剛性が高くなり、この平板の側縁に刃先部が形成されているため、切削時のひびり振動などが発生せず、加工面の仕上がり感が向上する。
前記スクレイパーの刃先部が、負のすくい角に対応するすくい面を備えてもよい。
この構成では、負のすくい角に対応するすくい面を有するため、切削抵抗が減少する。
前記スクレイパーの刃先部が、曲面部の面取りを行うときの当該曲面部からの逃げ角に対応する逃げ面を備えていてもよい。
前記逃げ面が、スクレイパーの板厚よりも小さい半径の曲面部の面取りを行うときに機能する構成としてもよい。
前記樹脂成形品が外周部及び内周部を有する枠状ワークであり、前記スクレイパーが幅広の平板で形成され、一側縁に外周部の面取り用の刃先部が形成され、他側縁に内周部の面取り用の刃先部が形成されていてもよい。
前記スクレイパーの刃先部にＲ面取り用の湾曲部を備えてもよい。
【国際調査報告】
2012020446.tif 000012
2012020446.tif 000013
2012020446.tif 000014
2012020446.tif 000015